(57)【要約】【課題】  電池を内蔵することなく、通信可能距離を長くすると共に耐混信機能を高める。【解決手段】  読み書き装置２００から送信された質問電波ａや、電力供給装置３００から送信された電力供給用電波ｅは、電力用アンテナ１０２にて受信され、電力変換回路１０３にて、ＲＦＩＤタグ１００の駆動用の電力Ｐに変換される。この場合、質問電波ａが微弱であっても、電力供給用電波ｅを送信することにより、十分な駆動電力Ｐが確保できる。ＲＦＩＤタグ１００では、質問電波ａを信号用アンテナ１０１で受信し、信号選択性の良いＤＣＳ受信回路１０６にて検波し、送信制御部１０５は送信アンテナ１０１を介して、ＩＤを付加した応答電波ｂを送信し、読み書き装置２００にて応答電波ｂを受信してＩＤを確認する。【選択図】        図１
2006311415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
読み書き装置から送信された質問電波を受信する信号用アンテナと、
前記信号用アンテナで受信した質問電波を検波する受信回路と、
前記受信回路で質問電波を検波すると、識別情報を含む応答電波を前記信号用アンテナから送信させる送信制御部と、
外部から到来した電波を受信する電力用アンテナと、
前記電力用アンテナにて受信した電波を電力に変換し、変換した電力を前記受信回路及び前記送信制御部に駆動用電力として供給する電力変換回路とを有することを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
読み書き装置から送信された質問電波を受信する信号用アンテナと、
前記信号用アンテナで受信した質問電波を検波する受信回路と、
前記受信回路で質問電波を検波すると、識別情報を含む応答電波を前記信号用アンテナから送信させる送信制御部と、
前記質問電波または、電力供給装置から送信された電力供給用電波を受信する電力用アンテナと、
前記電力用アンテナにて受信した電波を電力に変換し、変換した電力を前記受信回路及び前記送信制御部に駆動用電力として供給する電力変換回路とを有することを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記電力変換回路にて変換した電力を一時的に蓄電すると共に、蓄電した電力を前記受信回路及び送信制御回路に供給する機能を有する蓄電用キャパシタンスを更に備えていることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項において、
前記受信回路は、ＤＣＳ（direct conversion system）受信回路であることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載のＲＦＩＤタグと、
質問電波を送信すると共に、前記ＲＦＩＤタグから送信された応答電波を受信する読み書き装置と、
電力供給用電波を発信する電力供給装置とからなることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグ及びＲＦＩＤシステムに関し、電池を内蔵していなくても、通信可能距離を伸ばし、耐混信機能を高めるようにしたものである。
なお、本明細書及び特許請求の範囲に記載した「電波」とは、「電波」ならびにその上位概念である「電磁波」をも含むものである。
【背景技術】
【０００２】
無線式個別認証用チップであるＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグは、物品の識別等に利用される微小な無線ＩＣチップである。このＲＦＩＤタグには個別の識別情報（ＩＤ）が割り振られており、物品等に貼付される。ＲＦＩＤシステムの読み書き装置は、無線によりＲＦＩＤタグと交信し、各物品等に貼付されたＲＦＩＤタグのＩＤを認識することにより、物品の認識等をすることができる。
このようなＲＦＩＤシステムは、流通業界等において、無人で物品認識をする技術として、需要が高まってきている。
【０００３】
ここで従来のＲＦＩＤタグの例を、パッシブタイプのＲＦＩＤタグを示す図２、及びアクティブタイプのＲＦＩＤタグを示す図３を参照して説明する。
なお、本明細書では、パッシブタイプとは電池の装着が不要な仕様（受信部は検波のみ）のものを意味し、アクティブタイプとは電池を内蔵し一般受信部を装着したものを意味する。
【０００４】
図２に示すように、従来技術に係るパッシブタイプのＲＦＩＤタグ１０では、ＲＦＩＤシステムの読み書き装置（図示省略）から送信された質問電波ａを、アンテナ１１により受信する。検波回路１２は、受信した質問電波ａを検波すると、この質問電波ａからクロック信号ｃを生成する。送信制御部１４は、受信電波の共振（エコー）現象により、送信制御動作が開始される。作動状態になっている送信制御部１４にクロック信号ｃが入力されると、送信制御部１４は、情報の解析，処理，判定後、内部の記憶回路から識別情報ＩＤを読み出し、この識別情報ＩＤを付加した応答電波ｂを出力する。この応答電波ｂはアンテナ１１から発信される。発信された応答電波ｂは、読み書き装置にて受信され、応答電波ｂの中から識別情報ＩＤを取り出す。
【０００５】
このようにしてＲＦＩＤタグ１０の識別情報ＩＤが、読み書き装置で得られることにより、ＲＦＩＤタグ１０（あるいはＲＦＩＤ１０が貼付された物品）の識別が可能となる。
このパッシブタイプのＲＦＩＤタグ１０は、無電源であるため（電池を内蔵していないため）保守が不要であり、安定性が高く、大量生産による大幅なコストダウンが可能であるという長所がある。
【０００６】
図３に示すように、従来技術に係るアクティブタイプのＲＦＩＤタグ２０では、電池２３を内蔵している。この電池２３により電力Ｐを、検波回路２２，送信制御部２４及びアンプ２５に供給している。
【０００７】
このアクティブタイプのＲＦＩＤタグ２０では、ＲＦＩＤシステムの読み書き装置（図示省略）から送信された質問電波ａを、アンテナ２１により受信する。受信された質問電波ａはアンプ２５にて増幅されてから検波回路２２に送られる。検波回路２２は、受信した質問電波ａを検波すると、この質問電波ａからクロック信号ｃを生成し、このクロック信号ｃを送信制御部２４に送る。送信制御部２４にクロック信号ｃが入力されると、送信制御部２４は、情報の解析，処理，判定後、内部の記憶回路から識別情報ＩＤを読み出し、この識別情報ＩＤを付加した応答電波ｂを出力する。この応答電波ｂはアンテナ２１から発信される。発信された応答電波ｂは、読み書き装置にて受信され、応答電波ｂの中から識別情報ＩＤを取り出す。
【０００８】
このようにしてＲＦＩＤタグ２０の識別情報ＩＤが、読み書き装置で得られることにより、ＲＦＩＤタグ２０（あるいはＲＦＩＤ２０が貼付された物品）の識別が可能となる。
このアクティブタイプのＲＦＩＤタグ２０では、電池２３を内蔵しているため、アンプ２５を用いた増幅が可能であるため、質問電波ａが微弱になってもこの質問電波ａの検出ができるため、通信可能距離（読み書き装置とＲＦＩＤとの間で通信ができる距離）が長いという利点がある。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−１８３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで図２に示すようなパッシブタイプのＲＦＩＤタグ１０では、受信した質問電波ａを直接検波してクロック信号ｃを作成する方式が採用されている。このため、検波回路１２の半導体の順方向スレッショルド電圧がしきい値となり、ＲＦＩＤタグ１０の内部電力として使用している。このため、ＲＦＩＤタグ１０が読み書き装置から離れている場合には、ＲＦＩＤタグ１０で受信する質問電波ａの強度が弱くなり、受信波の電解強度（電位）が不足する場合にはＲＦＩＤタグ１０が受信（検波）することができない。この結果、ＲＦＩＤタグ１０が読み書き装置から離れている場合には、ＩＤ識別ができなくなるという欠点がある。
【００１１】
また図３に示すようなアクティブタイプのＲＦＩＤタグ２０では、電池２３を内蔵しているため、電池２３の保守・交換が必要であり、大量生産が難しく、コストが高くなるという欠点がある。
【００１２】
本願発明は、通信距離が長く、耐混信性機能を持ち、しかも、電池の保守・交換が不要なＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決する本発明の構成は、読み書き装置から送信された質問電波を受信する信号用アンテナと、
前記信号用アンテナで受信した質問電波を検波する受信回路と、
前記受信回路で質問電波を検波すると、識別情報を含む応答電波を前記信号用アンテナから送信させる送信制御部と、
外部から到来した電波を受信する電力用アンテナと、
前記電力用アンテナにて受信した電波を電力に変換し、変換した電力を前記受信回路及び前記送信制御部に駆動用電力として供給する電力変換回路とを有することを特徴とする。
【００１４】
また本発明の構成は、読み書き装置から送信された質問電波を受信する信号用アンテナと、
前記信号用アンテナで受信した質問電波を検波する受信回路と、
前記受信回路で質問電波を検波すると、識別情報を含む応答電波を前記信号用アンテナから送信させる送信制御部と、
前記質問電波または、電力供給装置から送信された電力供給用電波を受信する電力用アンテナと、
前記電力用アンテナにて受信した電波を電力に変換し、変換した電力を前記受信回路及び前記送信制御部に駆動用電力として供給する電力変換回路とを有することを特徴とする。
【００１５】
また本発明の構成は、前記電力変換回路にて変換した電力を一時的に蓄電すると共に、蓄電した電力を前記受信回路及び送信制御回路に供給する機能を有する蓄電用キャパシタンスを更に備えていることを特徴とする。
【００１６】
また本発明の構成は、前記受信回路は、ＤＣＳ（direct conversion system）受信回路であることを特徴とする。
【００１７】
また本発明のＲＦＩＤシステムの構成は、
上述の何れか一のＲＦＩＤタグと、
質問電波を送信すると共に、前記ＲＦＩＤタグから送信された応答電波を受信する読み書き装置と、
電力供給用電波を発信する電力供給装置とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、電力用アンテナで受信した電波を変換して電力を得ているため、電池を内蔵していなくても、高性能な受信回路の駆動用電力を確保することができるため、ＲＦＩＤタグと読み書き装置とが離れていても、通信可能距離を伸ばすと共に、耐混信機能を高めることができる。
【００１９】
この場合、読み書き装置とは別の装置である電力供給装置からＲＦＩＤタグに電力供給用電波を送信し、この電力供給用電波からＲＦＩＤタグの駆動電力を得るようにすれば、ＲＦＩＤタグは、読み書き装置から送信された質問電波が微弱であっても、この質問電波の受信や、応答電波の送信ができ、通信可能距離を伸ばすことができる。
【００２０】
またＲＦＩＤタグの受信回路として受信選択度の高いＤＣＳ受信回路を採用することにより、耐混信性能の向上を図ることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づき詳細に説明する。
【実施例】
【００２２】
図１は本発明の実施例に係るＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤシステムを示す。本実施例のＲＦＩＤシステムでは、ＲＦＩＤタグ１００と読み書き装置２００の外に、必要に応じて電力供給装置３００を備えている。なお、電力供給装置３００が必要な状況は後述する。
【００２３】
読み書き装置２００は、例えば１３．５６ＭＨｚの質問電波ａを送信すると共に、ＲＦＩＤタグ１００から返送されてきた、識別情報ＩＤが付加された１３．５６ＭＨｚの応答電波ｂを受信して識別情報ＩＤを取り出すものである。
【００２４】
電力供給装置３００は、電力供給用電波ｅを送信するものである。この電力供給用電波ｅは、質問電波ａと、同一周波数（同周波数帯）であっても、同一周波数帯でなくてもよい。
【００２５】
本発明の実施例に係るＲＦＩＤタグ１００は、質問電波ａを受信すると、解析，処理，判定後、識別情報ＩＤを付加した応答電波ｂを送信するものである。
更に、このＲＦＩＤタグ１００は、質問電波ａを受信するとこの質問電波ａを電力に変換し、また、電力供給用電波ｅを受信するとこの電力供給用電波ｅを電力に変換し、変換した電力をＲＦＩＤタグ１００の各回路の駆動用電力として用いる。
【００２６】
ＲＦＩＤタグ１００と読み書き装置２００との距離が短く、質問電波ａを変換した電力のみで、ＲＦＩＤタグ１００で使用する電力をまかなえる場合には、電力供給装置３００を配置する必要はない。
【００２７】
ＲＦＩＤタグ１００と読み書き装置２００との距離が長く、質問電波ａを受信することはできるが、受信した質問電波ａを変換した電力のみではＲＦＩＤタグ１００で使用する電力をまかなえない場合には、電力供給装置３００をＲＦＩＤ１００の近くに配置するシステム構成としている。
【００２８】
本実施例に係るＲＦＩＤタグ１００では、信号用アンテナ１０１の外に、電力用アンテナ１０２も備えている。この電力用アンテナ１０２は、読み書き装置２００から送信された質問電波ａ、または、電力供給装置３００が配置されている場合には、この電力供給装置３００から送信された電力供給用電波ｅを受信する。
【００２９】
受信された電波ａまたは電波ｅは、電力変換回路１０３により電力に変換されて電力Ｐを生成する。生成された電力Ｐは、蓄電用キャパシタンス１０４に一部が充電されると共に、送信制御部１０５及びＤＣＳ（direct conversion system）受信回路１０６に駆動用電力として供給される。送信制御部１０５及びＤＣＳ受信回路１０６は、電力供給されることにより動作可能状態となる。
【００３０】
つまり、電力用アンテナ１０２は、外部から到来した電波を受信し、電力変換回路１０３は、受信した電波を変換して電力を生成し、この生成された電力がＲＦＩＤタグ１００の駆動用電力となる。
【００３１】
蓄電用キャパシタンス１０４は、電波ａ，ｅから変換されて電力Ｐを一時的に蓄電すると共に、送信制御部１０５及びＤＣＳ（direct conversion system）受信回路１０６に駆動用電力として供給する機能を有している。。
【００３２】
ＲＦＩＤタグ１００では、読み書き装置２００から送信された質問電波ａを、信号用アンテナ１０１で受信する。ＤＣＳ受信回路１０６は、受信された質問電波ａを検波してクロック信号ｃを生成する。このとき、ＤＣＳ受信回路１０６では、発振器１０６ｂから、質問電波ａと同じ周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）の発振信号を出力しており、検波回路１０６ａは、質問電波ａと発振信号とをミックスして、直接、低周波信号を取り出してクロック信号ｃを求めている。
【００３３】
ＤＣＳ受信回路１０６は、回路構成が簡単であるという利点があると共に、感度がよく受信選択度が高い高性能な受信回路である。このように、感度がよいため、質問電波ａの電力が微弱であっても質問電波ａを確実に受信・識別することができるとともに、受信選択度が高いため、近傍周波数の混信を避けて受信することができる。
【００３４】
電力供給がされて作動状態になっている送信制御部１０５は、クロック信号ｃが入力されると、情報の解析，処理，判定後、内部の記憶回路から識別情報ＩＤを読み出し、この識別情報ＩＤを付加した応答電波ｂを出力する。この応答電波ｂはアンテナ１０１から発信される。このようにして発信された応答電波ｂは、読み書き装置２００にて受信され識別情報ＩＤを取り出す。
【００３５】
このようにしてＲＦＩＤタグ１００の識別情報ＩＤが、読み書き装置２００で得られることにより、ＲＦＩＤタグ１００（あるいはＲＦＩＤ１００が貼付された物品）の識別が可能となる。
【００３６】
本実施例のＲＦＩＤシステムでは、ＲＦＩＤタグ１００で受信する質問電波ａの電力が小さい場合には、ＲＦＩＤタグ１００の近くに電力供給装置３００を配置し、この電力供給装置３００から送信された電力供給用電波ｅを電力変換して、ＲＦＩＤタグ１００の使用電力としている。このため、ＲＦＩＤタグ１００が読み書き装置２００から遠く離れて、ＲＦＩＤタグ１００で受信する質問電波ａの電界強度が小さくても、ＲＦＩＤタグ１００は使用電力を確保して動作することができる。
【００３７】
勿論、ＲＦＩＤタグ１００で受信する質問電波ａの電力が大きく、質問電波ａを変換した電力のみで、ＲＦＩＤタグ１００で使用する電力をまかなえる場合には、電力供給装置３００は配置する必要はない。
【００３８】
ＲＦＩＤタグ１００で受信する質問電波ａの電力が小さく、質問電波ａを変換した電力のみで、ＲＦＩＤタグ１００で使用する電力をまかなえない場合には、電力供給装置３００を配置する。この場合、電力供給装置３００から電力供給用電波ｅを発信することにより、ＲＦＩＤタグ１００の動作を可能とすることができ、電力供給装置３００からの電力供給用電波ｅの発信を停止することにより、ＲＦＩＤタグ１００の動作を停止させることもできる。つまり、この場合には、電力供給装置３００により、ＲＦＩＤタグ１００の作動・停止制御をすることができる。
【００３９】
本実施例に係るＲＦＩＤタグ１００では、電池を内蔵していないが、質問電波ａのみならず、電力供給用電波ｅも電力変換して、内部使用電力としているため、確実に電力の確保ができる。この結果、通信可能距離を長くすることができる。
また、電池を内蔵していないため、保守が容易となり、大量生産が容易でコスト低減を図ることができる。
【００４０】
なお受信回路としては、ＤＣＳ受信回路に限らず、スーパー・ヘテロダイン方式など他の高性能な受信回路を採用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、流通業界における物品の認識のみならず、例えば、自動車のイモビライザーシステム等に採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例に係るＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤシステムを示す構成図。
【図２】従来のパッシブタイプのＲＦＩＤタグを示す構成図。
【図３】従来のアクティブタイプのＲＦＩＤタグを示す構成図。
【符号の説明】
【００４３】
１００  ＲＦＩＤタグ
１０１  信号用アンテナ
１０２  電力用アンテナ
１０３  電力変換回路
１０４  蓄電用キャパシタンス
１０５  送信制御部
１０６  ＤＣＳ受信回路
１０６ａ  検波回路
１０６ｂ  発振器
ａ  質問電波
ｂ  応答電波
ｃ  クロック信号
ｅ  電力供給用電波
Ｐ  電力
【図１】
2006311415.tif 000003
【図２】
2006311415.tif 000004
【図３】
2006311415.tif 000005